Импульсный холодный катод Советский патент 1979 года по МПК H01J1/312 

1

Изобретение относится к электронным вакуумным приборам, конкретнее - к холодным I катодам их. Его можно использовать в электронных пушках для получения короткоимпульсных электронных .пучков (импульсная рёнтгено-техника, электронные ускорители и т., п,).

Известны сильноточные металлические катоды, работающие в режиме взрывйЬй эмиссии Электронов. В таких катодах эмиссия электронов идет из плазмы ifcaтодного материала, испарякщегося при взрыве микроострий. Конструктивно эти катоды для усиления электрического поля выполняются в виде острий и лезвий или их наборов l.

Работа известных катодов основана на плазмообразовании и испарении части материала катода, что приводит к изменению его мйкрогеометрии и, как следствие, к нестабильности амплитуды импульса и неоднородности распрёдёЛён11яп:йат ности электронов по сечению пучка.

Известен холодный импульсный катод, содержащий металлическое основание и диэлектрический плазмообразукщий элемент 2.

Диэлектрический элемент выполнен в виде стержня длиной в несколько сантиметров. При приложении к нему сверхвысоковольтных импульсов напряжения в 3,5 М в известном катоде реализуется сжатый до диаметра стержня, резко неоднородный по сечению электронный пучок.Неоднородность пучка и необходимость в сверхвысоковлпьтном напряжении за; трудняют гтрактическое применение данного катода и. усложняют схему питания.

Цель настоящего изобретения - расширение диапазона рабочих напряжений и Пов ышёнйе равномерности электронного тока по поверхности катода.

Эта цель достигается выполнением диэйектрйчёскбШ §теШнта в вйде Г по крайней мере, одной установленной в ме66ШШМШГ1КШёШи лёйлт 1 Шет щей под его поверхйостью. По дополнительным признакам осно ШййёТШТШавыпблШйЬг вйд . - iiMetHH; разделенных ттентами диэлектри ческого основания. Лента диэлектрического элемента может такжебыть уложена в виде плоской спирали, а основание образовано металлической фольгой, проложенной между витками спирали, . . Сущность изобретёййй ПбЯсйябтся чёр тежом. На фиг. 1-3 изобр енъ1в ар йан ты выполнения катода. Катод состоит из диэлектрического плазмообразующего элемента 1 и диэлектрического основания 2. Диэлектрический элемент 1 .может бытн ВЫпЪлнен -§ виде выступающих над поверхностью основания 2 и установленных в,нем диэлектрических лент (фиг. 1). В св(сГю очерёДБ Ьснование в вййе Меfaлличecкиx полос и диэлектрические. ленты могут быть собраны в пакет., так, чтобы торцовые поверхности лейт вы Упалй за торцовую поверхность полос (фйг.2). . Наиболее техйологичной может окаааться йойетрукция источника, в которой эмиттирующий элемент образован своратчивганием в рулон диэлектрической ленты с прокладками Ш Ш Шй|и« ёСкой фольги (фиг.З).; Катод работает следукщим образом. При подаче импульса напряжения про ИСХОДИТ сильная десорбция газа из боковых поверхностей диэлектрика. ЛокаттьНагя: плотность газа в пристенной области ctatbHq возрастает, электрическая прочность его снижается. При этом происходит вакуумный пробой по поверхности диэлектрика. ГаЗ ионизуется, весь объем ШжДу пластинами; диэлектрика заполйдатся плазмой. Из этой пшзкй1Жешне Э1ЛёК1ТрИч еСкое поле вытягивает электроны. В очень грубом приближшши можно Т йёСмётрйвать TtpocTf)aHCTBo от плазмы 4до анода как плоский диод, к которому ;применим закон 3/2, В одном из эксперименте катод состоял из стеклянных пластин тогациной 0,14 мм, проложенных медной фольгой 0,2 мм. Стекло выступало над медью на 2 мм в сторону анода В поперечном сечёНии катод представлял собой прямоугольник размером 8,5x11,5 мм. При имйульсах напряжения в 60 кВт и зазоре между металлической основой катода и анода 5,5 мм получен ток в 350 А с хорошей стабильностью амплитуды. Катод работал в вакууме 10 - КТммрт. ст. Ф;Ормула изобретения 1.Импульсный холодный катод, содержащий металлическое основание и диэлектрический плазмообразующий элемент, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих нап эяжений и повышения равномерности эШктрОЕГйОгО тока по поверхности катода, диэлектрический элемент вьполнен в виде, по крайней мере, одной ленты, установленной в металлическом основании и выступающей над его поверхностью. 2.Импульсный холодный катод по п.1, отличающийся тем, что основйние выполнено в виде пакета пПаСтий, райделенн1в1х лентами диэлектрического плазмообраЗукщёго элемента. 3.Импульсный холодный катод по п. 1, отличаю щи и с: я тем, что лента дййпёкт15йческого элемента уложена в виде плоской спирали, а основание образовано металлической фольгой, проложенной Между витками спирали. Источники информации, П1}йнятые 1вО вййкшние при экспертизе 1. Месяц Г. А. Генерирование мощййхнандсекундных импульсов М., Сов.радио , 1974 с. 21-22. . 2./AorronIXL.etoe Applied Letters, «19, hfc 10, p. 441-443.

f.-..-,i;#b« Ji%-v